TW512280B - Apparatus and method for drawing three dimensional graphics by converting two dimensional polygon data to three dimensional polygon data - Google Patents

Description

512280 五、發明說明（1) 發明領域 本發明係有關於三次元繪圖之技術，特別是，有關於 將二次元多邊形資料變換成三次元多邊形資料予以描繪之 三次元繪圖裝置、三次元繪圖方法、及記錄三次元多邊形 資料之記錄媒體。 背景技術 近年來，在車輛導航系統等，為了執行具有臨場感之 緻密之影像輸出，而成為需利用以高速地執行三次元影像 處理之三次元繪圖裝置。在習知之二次元繪圖裝置中，可 使用不具有做為最裏面資訊之Z值之二次元繪圖裝置。因 而，於三次元繪圖裝置為使用由習知之二次元繪圖裝置所 使用之二次元描繪資料來執行三次元描繪之際，執行描繪 目標座標之旋轉處理等之演算將二次元描繪資料變換成三 次元描繪資料後，需執行硬體等之立體投影。 然而，因為描繪目標座標之旋轉處理等之演算量過 大，而會有所謂描繪速度降低之問題點。 發明概述 本發明之目的係以提供可將二次元多邊形資料以高速 變換成三次元多邊形資料而執行三次元繪圖之三次元纟會圖 裝置及三次元繪圖方法。 本發明之另外目的係以提供三次元繪圖裝置為以可高 速地執行描繪，來記錄從二次元多邊形資料所產生之三次

2075-4105-PF;Ahddub.ptd 第5頁 512280 五、發明說明（2) 元多邊形資料之記錄媒體。 右根據具有本發明之形恶之三次元繪圖裝置係包括： 於三次元多邊形資料之X座標值代入二次元多邊形資料之X 座標值’並於三次元多邊形資料之z座標值代入二次元多 邊形資料之Y座標值，而轉換二次元多邊形資料成三次元 多邊形資料之變換部；及根據由轉換部所產生之三次元多 邊形資料，來描繪三次元圖形。 因為變換部係僅以單純之座標值之置換從二次元多邊 形資料產生三次元多邊形資料，所以不需要為了產生三次 元多邊形資料之複雜之演算處理，而三次元％圖裝置係成 為可以高速地執行三次元繪圖。 若根據具有本發明之形態之三次元繪圖方法係包括. 於三次元多邊形資料之X座標值代入二次元多邊形資料· 座標值，並於三次元多邊形資料之z座標值代入二次/元，x 邊形資料之Y座標值，而轉換二次元多邊形資料成三文f 多邊形資料之變換部之步驟；及根據所產生之zr 4 / 、^一各、息 形資料，來描緣三次元圖形。 因為僅以單純之座標值之置換從二次元多邊形次" 生三次元多邊形資料，所以不需要為了產生三今；夕# , 一-入7L多邊形

資料之複雜之演算處理，而三。人元繪圖裝置係成為可r A 速地執行三次元繪圖。 x N

若根據具有本發明之形態，則為可以記錄從二·欠一夕 邊形資料所產生之三次元多邊形資料之由電腦來讀$ %多 錄媒體，而包括：複數個三次元多邊形資料，f Z

512280 五、發明說明（3) 形資料係於三次元多邊形資料之X座標值代入二次元多邊 形資料之X座標值，並於三次元多邊形資料之Z座標值代入 二次元多邊形資料之Y座標值，而於三次元多邊形資料之Y 座標代入預定值。 因而，於習知之三次元繪圖裝置不必加上變更，而成 為可以高速地描繪三次元圖形。 圖式簡單說明 圖1係顯示本發明之實施例一之三次元多邊形資料之 概略構成之方塊圖。 圖2係為了更詳細說明描繪單元4之構成之方塊圖。 圖3A及3B係為了說明依據本發明之實施例一之三次元 繪圖裝置之三次元多邊形之描繪之圖。 圖4係顯示本發明之實施例二之三次元繪圖裝置之概 略構成之方塊圖。 圖5係顯示本發明之實施例三之三次元繪圖裝置之概 略構成之方塊圖。 符號說明： 1〜二次元多邊形資料 2〜 2D /3D轉換部 3〜 '三次元多邊形資料 描繪單元 5〜 '幾何學演算單元 51， 〜模型轉換/視野轉換部 52 〜寫入計算部 53， 〜透視轉換/視窗轉換部 6〜 '三次元描繪單元 61 ' 〜多邊形設定部

2075-4105-PF;Ahddub.ptd 第7頁 ^12280 五、發明說明（4) 6 3〜掃描線轉換部 6 5〜剪裁測試部 6 7〜Z比較部 7〜像素記憶體 6 2〜邊產生部 64〜像素產生部 6 6〜漏印測試部 68 〜a bret i ngu 部 8〜顯示單元 (貫施例一） 圖1係顯示本發明之實施例一之繪圖裝置之概略構成 之方塊圖。該二次元繪圖裝置係包括：2 d / 3 j)變換部2，為 將二次元（2D)多邊形資料1變換成三次元（3D)多邊形資料 3 ;及描繪單元4，基於由2D/3D轉換部2所產生之三次元 多邊形資料3來執行描繪。 =次元多邊形資料丨係由x座標和γ座標來定義，而不 最值。2D/3D轉換部2係於表示三次元 夕邊I貝科3之最晨面之z值予以代 —4 一 之Y座標值，並於=-欠元吝、毐铲〇 —-人兀夕邊形資料1 於=-欠元多、套貧料32γ座標值代入"〇"。 =一久兀夕邊形資料3之又座標值則照 & _ 貧料1之X座標值。 吊便用一-人70多邊形 圖2係為了更詳細說明圖 方塊圖。描繚單元4係包括 丁之心會早f之構成之 元f邊形資料3來執行—連之 ，對於三次 繪單兀6，基於從幾何學演曾-予運异處理，三次元描 頂點資料來執行一連之條 元$所輸出之運算處理後之 次元描繪單元6所產生像^"次处理；像素記憶體7，將由三 '、貝科做為訊框影像予以儲存，· 2075-4105-PF;Ahddub.ptd $ 8頁 五、發明說明（5) 及,4 : : 示儲存於像素記憶體7之像素資料。 、Λ· U予’貝鼻單元5係對三次元多邊开彡次粗9 A> 子運算’而輸出構成被座標轉換成：貝其、广Λ行幾何 之頂，、例如為頂點座之基底之各多邊形 二次元描繪單元6係基於從幾何學、、宫管 頂點座標資料來產生構成基 广、厂70斤輸出之 入像素記憶體7。顯：單=:::=；：^^ 入八 ^ 相rty 一人凡描繪早兀6在寫 入1 Λ框分之像素資料之時/馬 資料並之像素資料之B# ¥i 攸像素3己憶體7來讀出像素 料並依順序加以I:示 嶋記憶體7來讀出像素資 $何學演算單元5係包括：模型轉換/視野轉換 :定：=型座標系來定義可描繪之三次元形狀，而為了 世界座標標系，三次元形狀配置於空間來轉換成 軸之方二楚 /而對二次70形狀來決定視窗之位置和視 ^投影條件’並轉換成在視野領域之三次元形 部52，計算由模型轉換/視野轉換部51以模 轉換；、# 3 Ζ轉換後之三次元形狀之照明之亮纟；及透視 、$ _轉換部53，以透視轉換為對象之三次元形狀， 而將視野領域轉換成視窗。 > #而且’三次元描繪單元6係包括：多邊形設定部6 1， ^ 夕邊^/之頂點座標之差分而輸出多邊形之頂點間之斜 '、’邊產生部6 2 ’參考從多邊形設定部6 1所輸出之多邊形 之頂點間之斜而產生多邊形之邊；掃描線轉換部6 3， 基於由邊產生部62所產生之多邊形之邊，將各多邊形轉換 忑 - 立、發明說明（6) 像素單位；像素產生部64，產生各多邊形内之像素資 卹，剪裁測試部65，削除不進入顯示框之像素；漏印測試 :、6 ’判斷各像素是否成為描繪對象；ζ比較部6 7，比較 夕/邊形之Ζ值來判斷是否為應描繪於顯示畫面上之多邊 形’及a bretingu部68，參考表示透明度之α值來合成 成為前後之多邊形之顏色資料。 一圖3Α及3Β係為了說明從二次多邊形資料所產生之三次 =多邊形資料之表示之圖。圖3Α係顯示照常來表示二次元 多邊形資料’各多邊形係基於X座標值和γ座標值來表示。 圖3 Β係顯示將二次元多邊形資料表示於三次元空間中之平 面^。如圖3Β之所示，可了解到橫方向之位置資訊為以X 座標值來表示，最裏面方向之位置資訊為以Z座標值來表 不’而表示高度方向之位置資訊之γ座標值則變為” 〇 „。 、， 因而’依據執行上述之轉換，而可將二次元多邊形資 料轉換成二次多邊形資料。藉由使該被轉換之三次元多邊 形貧料描緣於描繪單元4，而可得到圖3B所示三次元多邊 形資料之顯示。還有，如圖3 A所示之二次元多邊形資料之 座標值21a、22a、23a係如圖3b之所示般地被轉換成三次 元多邊形資料之座標值21b、22b、23b。而且，在上述之 說明中，雖代入” 〇"於三次元多邊形資料之γ座標值，但也 可代入其他之預定值於三次元多邊形資料之γ座標值。 如以上所做之說明，若依據本實施例之三次元繪圖裝 置’則因為2 D / 3 D轉換部2將二次元多邊形資料轉換成三 次兀多邊形資料，所以描繪單元4係成為可容易執行三次

512280 五、發明說明（7) 兀多邊形之描繪。而且，因為2D /3D轉換部2係將二3 一 多邊形資料1之Y座標值代入表示三次元多邊形資料人7^ 面座標值，並依據所謂代入，’〇”於γ座標值之處理來裏 生三次元多邊形資料，所以複雜之演算處理為不需要， 成為可使三次元繪圖裝置之處理速度提高。 而 (實施例二） 圖4係顯示本發明之實施例二之三次元繪圖裝置 略構成之方塊圖。該三次元繪圖裝置係包括··資料梦概i 1 〇，從記錄媒體9讀入三次元多邊形資料3 ··及描繪^ ^部 4，描繪由資料讀入部10讀入之三次元多邊形資料％ 有，因為描繪單元4係與在實施例一中所說明者為相 所以不重複詳細之說明。 ’

2D/3D轉換部2係將二次元多邊形資料1轉換成三次一 多邊形資料3而記錄於記錄媒體9。於該記錄媒體9係二^入有7L CD -R〇M(Compact Disc-Read Only Memory)、光碟 /記憔 卡等之媒體。資料讀入部1 〇係可從記錄媒體來讀入三次S 多邊形資料之機構，例如、若記錄媒體9為⑶—R0M則⑶— ROM驅動部為相當於此。還有不用說也了解，記錄媒體9係 也可與二次元緣圖裝置為另外而被製造及被販賣。 如以上所做之說明，若依據在本實施例之三次元繪圖 裝置，則因為2D /3D轉換部2係可將二次元多邊形資料j轉 換成二次元多邊形資料而記錄於記錄媒體g，所以不需要 為了產生二次元多邊形資料之複雜之演算處理，而成為可 使三次元繪圖裝置之處理速度提高。而且，於習知之三次

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五、發明說明（8) 兀緣圖裝置不加入任何之變更，而成為可以高速备 次元繪圖裝置。 @ (實施例三） 圖b係顯示本發明之實 略構成之方塊圖。該三次元繪圖裝置係包括··資料讀入告 10，從記錄媒體9讀入二次元多邊形資料1 ; 2D /3D轉換^ 2，將产資料讀入部10所讀入之二次元多邊形資料1換: 二次兀/邊形資料3 ;及描繪單元4，描繪三次元多邊形次 料3還有，因為描繪單元4係與在實施例一中所說明為 相同’所以不重複詳細之說明。 … 2D/3D轉換部2係將由資料讀入部1〇所讀入之二* 一 多邊形資料1轉換成三次元多彡形資料3而記錄於記—錄人媒70體 9，而輸出至描繪單元4。於該記錄媒體9係含有⑶—_ — ?碟、!己憶卡等之媒體。資料讀入部1〇係可從記錄媒體來 讀二三二'多』Γ身料之機構’例如、若記錄媒體9為⑶ 相田於δ己錄一-人几多邊形資料之習知之記錄媒 如以上所做之說明’若依據在本實施 換成三次…形資料而輸出於描繚單元4，戶 為了產生二次70多邊形資料之複雜之演算處理，而 使三次元繪圖裝置之處理速度提高。而：為 二可 部1〇係讀入被記錄於記錄媒體9之二次 因為貝料項入 成為可照常使記錄有習知 70夕邊形-貝料，而 頁S知之一-人兀多邊形資料之記錄媒

第12頁 512280 五、發明說明（9) 體。 此次所揭露之實施形態係在所有的點之所例示應被考 慮為不受限制。本發明之範圍係不僅為上述之說明並顯示 於申請專利範圍裏，而可意圖與申請專利範圍為均等意味 及在範圍内之所有的變更。

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Claims (1)

1. 512280 六、申請專利範圍 1. 一種三次元繪圖裝置，包括· 一 轉換部（2 )，於三次元多邊形資料之X座標值代入一一人 元多邊形資料之X座標值，並於三次元多邊形資料之Z座標 值代入二次元多邊形資料之Y座標值，而於二次元多邊形 資料之Y座標值代入預定值，來轉換二次元多邊形資料成 三次元多邊形資料；及 描繪部（4 )，根據由前述轉換部（2 )所得之三次元多邊 形資料，來描繪三次元圖形。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之三次元繪圖裝置，其 中，前述描繪部（4 )係包括： 幾何學演算單元（5 )，產生三次元多邊形之頂點資 料；及 所產生之三次 邊形。 3·如申請 中，前述三次 入被記錄於記 輸出於前述轉 4·如申請 中，前述描纷 幾何學演 料；及 二次元描 繪單元（6)，基於由前述幾何學演算單元（5) 元多邊形之頂點資料，來描繪前述三次元多 專利範圍第1項所述之三次元繪圖裝置，直 元繪圖裝置係更進而包括：讀入部（1〇) /讀 錄媒體（9)之前述二次元多邊形資料，予以 換部（2 )。 貝丁叶丁从 專利範圍第3項所述之三攻；汰 部⑷係包括 人，圖裝置，其 邊形 之頂點資 何學演算單元（5)

   算單元（5)，產生三次元多 繪單兀（6)，基於由前述幾

   2075-4105-PF;Ahddub.ptd 第14頁 512280 六、申請專利範圍 所產生之三次元多邊形之頂點資料，來描繪前述三次元多 邊形。 5. —種三次元繪圖方法，包括： 將三次元多邊形資料之X座標值代入二次元多邊形資 料之X座標值，並將三次元多邊形資料之Z座標值代入二次 元多邊形資料之Y座標值，而代入預定值於三次元多邊形 資料之Y座標值，來轉換二次元多邊形資料成三次元多邊 形資料之步驟；及 根據由前述所得之三次元多邊形資料，來描繪三次元 圖形之步驟。 6. 如申請專利範圍第5項所述之三次元繪圖方法，其 中，前述描繪前述三次元圖形之步驟係包括： 產生三次元多邊形之頂點資料之步驟；及 基於由前述所產生之三次元多邊形之頂點資料，來描 繪前述三次元多邊形之步驟。 7. 如申請專利範圍第5項所述之三次元繪圖方法，其 中，前述三次元繪圖方法係更進而包括：在前述變換步驟 之前，讀入被記錄於記錄媒體之前述二次元多邊形資料之 步驟。 8. 如申請專利範圍第7項所述之三次元繪圖方法，其 中，前述描繪前述三次元圖形之步驟係包括： 產生三次元多邊形之頂點資料之步驟；及 基於由前述所產生之三次元多邊形之頂點資料，來描 繪前述三次元多邊形之步驟。

   2075-4105-PF;Ahddub.ptd 第15頁 512280 六、申請專利範圍 9. 一種可由電腦來讀取之記錄媒體，記錄由二次元多 邊形資料所產生之三次元多邊形資料，包括： 複數個三次元多邊形資料，前述三次元多邊形資料係 於三次元多邊形資料之X座標值代入二次元多邊形資料之X 座標值，並於三次元多邊形資料之Z座標值代入二次元多 邊形資料之Y座標值，而於三次元多邊形資料之Y座標代入 預定值。

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